加热氯酸钾制取氧气反应的催化剂的研究.docx

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1、加热氯酸钾制取氧气催化剂的研究一以2019年安徽中考第14题为例【摘要】加热分解氯酸钾制取氧气是人教版初中化学教材的基本内容，在学习氧气的制备过程中第一次引入了催化剂的和催化作用的知识点教材中对M11O2的佛化作用介绍的比较抽象，学生无感性认识基础，也缺乏生活体舱。同时，学生对不同种类的催化剂对反应的影响也只是停留在“只有MnO对缄酸钾的分解有催化作用,其它物质则不行的“主观认知上.2019年安邀省中考第14即（分伯为7分以绿酸钾分解过程中不同催化剂的影响为例进行了专攻考杳，本人也参加了2019年安做省淮陶市中考试卷的阅卷工作，在我市教育局教研主任的引b.我对该题的实险数据进行了实脸的证，旨在

2、丰富初中化学的有关假化剂的认识，同时也为以后的教学提供更加有力的参考.【关键词】催化剂：氧化铳：氟酸钾；反应条件催化剂在生产和科学研究中具有广泛的应用，有的反应如果没有催化剂就不能进行,大多数化工生产都有催化剂的参与。例如,在石油炼制过程中,用高效催化剂生产汽油和柴油等：在汽车尾气处理中用催化剂促进有害气体的转化：酿造工业和制药工业都要有施作催化剂.对于初中学生来说，催化剂和催化原理是一个难度较大的课题.在教材中只能根据实验的现象作简单的介绍，学生并不能理解催化剂的催化原理，对催化机理的理解存在几大误区，主要表现在以卜几点：1、认为催化剂只能加快反应速率，不能减慢反应速率。2、认为催化剂根本不

3、参与反应过程。3、认为催化剂会增加生成物（如氧气）的产量。4、认为只要二氧化铸才能做催化剂，其他物质不行。5、不能理解催化剂化学性质不变的具体涵义。因此教加进行知识点讲授时进行有效的拓展是有必要的。学习这些知识不仅能可以激发学生学习化学的自觉性和积极性，同时也有利于培养学生的创造力，也为高中继续学习化学打下坚实的基础.一、实验部分2019年的安徽中号化学试题的第14题特地将加热氯酸钾分解制取氧气的实验过程中几种催化剂的不同影响进行r专项考查。下面是该题的叙述：4.（7分）某兴趣小组对KCIO分解反应的催化剂进行研究，在相同的加13热条件F，用下图装置完成表中实验:（1）设置实验1的11的是2）

4、表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是3）写出KCIO分解的化学方程式：34）由实验1和实验4可知，KCI_（填“铲或无）催化作用.维持加热条件不变，用实验1再维续收集收集50m1.O,所需时间明显少于171s,解解2原因：（5）要比较KCIO分解反应中不同催化剂的催化效果，除门则班:收集SOm1.O所需32时间外，还可以测量相同时间内,箔者以本题为基础，采用中学化学实验室设备研究了二氧化钛、氧化铁、氯化钾等不同催化剂对氨酸钾分解反应的速率的影响，实验条件为：氯酸钾（研碎）5g,催化剂05g,空温约20C0级酸钾和各种催化剂混合均匀后加热，用排水法收集50m1.气体.计时以导管出水开始计时。共测

5、试了3组数据，实验装附设许和实验数据如下：实验准备：1、药品：氯酸钾、二氧化铺、氧化铁、氯化钾、2,器材：酒精灯、大试管3支、铁架台、洗气瓶、SOM1.用筒、杪表二、数据分析和结论实验过程中，可以观察到加热后级酸钾先熔化成液态，冷却后凝固成块状固体,因此笔者认为在实验设计时，试管口不能略向下倾斜，应保持试管水平固定，否则会导致熔化后的氨酸钾向试管口部流动，给药品加热带来严重的影响。为了控制加热条件的相同，本次实验必须保证在无风的环境中进行，避免酒精灯火焰的摆动对加热时间的影响。基于3组实验数据的分析，箔者对中考题中出现的数据提出了质疑。同时也对二氧化钻和氧化铁这两种催化剂的催化效果也有不同的看

6、法。我认为，氧化铁和二氧化镭的催化效果非常接近，并且用氧化铁作催化剂，反应速率快，产生气体比较均匀，完全能适应中学化学实验，且氧化铁的价格比二氧化钮的要低的多，因此建议在氧气制取的谡题中，建议增设氧化铁作催化剂的实验，不仅能让学生了解到同一个反应可用不同催化剂，而且还能让学生迅速走出“只有二氧化铭才能催化”的误区.学者认为本题的第4个问题设计不合理，原题表格中已经明确的表明KCI氟酸钾分解的催化剂，问题设置中则无需再问KC1.是否可做催化剂。并且根据题目中“用实物1再继续收集收集50m1.O,所需时间明显少于171s的描述,笔者2也进行了3次实脸检测，数据如下：第1组实验中收集第二瓶50MI辄

7、气的时间比第一瓶所需时间大为减少，不能荷单的判定是一定是Ka加快了反应速率，也可能是随着反应的进行，温度的逐渐上升,加快了反应速率，更不能就此判定KC1.催化了反应。因条件的限制，箔者无法做出进一步检测。三、氯气的生成在进行实验过程中，能间到刺舞的气味，笔者认为产生的剌F气体可能是氯气。杳阅资料得知：MnO参与反应，实验过程可能按照以下过程进行：总反应：2KCIO+(2MnO)=2KCI+3Ot+(2MnO)3222反应过程中，可能因加热的温度不稳定，导致中间产物的残留，出现了上述现象。本次实验中将湿涧的K1.试纸放入到导管口，可以看到试纸明显变蓝，初步确定有氯气的产生。四、待解问题在进行实验

8、过程中，不仅能问到剌鼻的氯气味，同时还发现在二氧化镭催化下的氯酸钾加热反应后，产生的固体部分呈粉红色。因初中实验室的实验条件的限制,没有进行具体的验证，待解问题留在以后进一步检测。五、几点体会1 .氨酸钾加热分解制取氯气，除二氧化镭可作催化剂外，氧化铁等金属氧化物都能加快氨酸钾分解反应的速度，都可作氨酸钾分解反应的催化剂。2 .用二氧化钛作催化剂时，刚加热时反应速率较慢,约5s后速率迅速加快，对F不熟练的实验者很难把控气体的收集操作。用氧化铁作催化剂，整个加热过程中产气速率较均匀，出气速率和二氧化锦相近，能完全适应初中学化学实验。箔者建议在讲授过氧化氢溶液制取氧气的实验中用二氧化钛做催化剂，加

9、热氯酸钾制取氧气的实验可以改为氧化铁或者氧化铜作催化剂，这样就会很容易的让学生走出“只有Mno”才能做催化剂的误区。3 .加热氨酸钾制取氧气时，氟酸钾熔化后向试管口流动，使实验不易操作，影晌加热的效果和加热时间的记录，因此本次实验不建议试管口略往卜.帧斜。4 .有规味使得到氧气的纯度较差，但可在试管口的导气管处塞一团浸渍1%的氧氧化钠溶液的疏松棉花，（也可通过氢氧化纳溶液的洗气Jfi）除去氧化氮和氯气。参考文献】1沈锡琦：用氯酸钾加热制取氧气催化剂的选择，南京师专教育学院学报，1994第3、4M1.h2中学生教师参考书，基础化学实验指导,第72页.73页。5 刘诗芳：二氧化猛催化氯酸钾制取氧气机理浅探，晋东南师范专科学校学报，2003年4月第20卷第2期。4孟庆延：谈制取氧气的实验条件，河北理科教学研究,2003年第期，第55页一56页。